Katı atıkların çimento fabrikalarında yakıt olarak kullanılma potansiyelinin araştırılması

Atıktan türetilmiş yakıtlar (ATY), farklı kaynaklardan elde edilen atık malzemelerin belirli işlemlerden geçirilerek enerji üretiminde kullanılabilecek forma dönüştürülmesiyle elde edilen alternatif enerji kaynaklarıdır. Bu tez çalışmasında, çimento üretiminde yaygın olarak kullanılan fosil yakıtların, ATY ile ikame edilme potansiyeli teknik yeterlilik ve çevresel etkiler açısından değerlendirilmiştir. Atık lastikler, atık yağlar, plastik atıklar (PET ve kablo), tekstil atıkları, organik tarımsal atıklar (buğday ve mısır sapı), arıtma çamurları, ambalaj atıkları ve solvent bazlı sıvı atıklar gibi çeşitli atık türleri, alternatif yakıt olarak kullanılabilirlikleri bakımından analiz edilmiştir. Artan enerji maliyetleri ve sıkılaşan çevre politikaları, bu tür atıkların enerji geri kazanımı amacıyla değerlendirilmesini çimento sektörü açısından stratejik bir zorunluluk haline getirmiştir. Çalışma bulgularına göre: atık yağlar, lastikler ve PET türü plastikler, yüksek kalorifik değerleri ile birlikte düşük nem ve klor içerikleri sayesinde çimento fırınlarında doğrudan kullanılabilecek teknik uygunluğa sahiptir. Buna karşın, kablo plastikleri, tekstil atıkları ve organik saplar gibi yüksek klor içeren atıklar, yalnızca harmanlama, ön işlem ya da Cl-bypass sistemleri ile sınırlı oranlarda kullanılabilmektedir. Arıtma çamurları ise yüksek nem ve düşük enerji içeriği nedeniyle ancak kurutma gibi ön hazırlık süreçlerinin ardından değerlendirilebilir hale gelmektedir. İncelemesi yapılan atıklar arasında atık yağ ve ömrünü tamamlamış lastik (ÖTL), alternatif yakıt olarak kullanılabilme potansiyeli açısından öne çıkmaktadır. Ancak arıtma çamuru ve boya çamuru atıkları, yüksek nem içerikleri ve düşük kalorifik değerleri nedeniyle doğrudan alternatif yakıt beslemesine uygun değildir. Sonuç olarak, teknik parametreleri karşılayan atık türlerinin alternatif yakıt olarak çimento üretiminde kullanılması, fosil yakıt tüketiminin azaltılması, sera gazı emisyonlarının düşürülmesi ve atıkların enerjiye dönüştürülmesi bakımından önemli avantajlar sunmaktadır. Bu çalışma, çimento endüstrisinde alternatif yakıt kullanımının teknik uygunluk, çevresel katkı ve uygulama stratejileri açısından kapsamlı bir değerlendirmesini ortaya koymaktadır.

Refuse-Derived Fuel (RDF) refers to an alternative energy source obtained by processing various types of waste materials into a form suitable for use in energy production. This thesis investigates the potential of replacing conventional fossil fuels used in cement production with RDF, focusing on both technical feasibility and environmental impacts. Various waste streams, including scrap tires, waste oils, plastic wastes (PET and cable), textile wastes, agricultural residues (such as wheat and corn straw), sewage sludge, packaging wastes, and solvent-based liquid wastes were analyzed in terms of their applicability as alternative fuels. Rising energy costs and tightening environmental regulations have rendered the use of such waste-derived fuels a strategic necessity for the cement industry. The analysis revealed that waste oils, tires, and PET plastics exhibit high calorific values with low moisture and chlorine content, making them technically suitable for direct use in cement kilns. In contrast, cable plastics, textile wastes, and agricultural residues contain high chlorine levels and can only be used in limited proportions with appropriate preprocessing, blending, or within facilities equipped with Cl-bypass systems. Sewage sludge, due to its low energy content and high moisture, requires drying processes before being considered viable as a fuel. Among the wastes examined, waste oil and end-of-life tires (OTL) stand out in terms of their potential to be used as alternative fuel. However, sewage sludge and paint sludge wastes are not suitable for direct alternative fuel feeding due to their high moisture content and low calorific value. In conclusion, the integration of technically compliant RDF into cement production can significantly reduce fossil fuel dependency, lower greenhouse gas emissions, and promote energy recovery from waste. This study provides a comprehensive evaluation of the selection, applicability, and environmental advantages of alternative fuels in the cement sector.